計算流體力學的基本知識精選(九篇)

前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的計算流體力學的基本知識主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。

第1篇：計算流體力學的基本知識范文

[關鍵詞]工程流體力學 教學方法 改革 工程實踐

一、提煉課程核心思想、調整教學內容

近幾年來，隨著我國及上海市海洋戰略布局和海洋經濟的發展，上海海洋大學作為一所以海洋、水產和食品為特色的高校，在學科和專業建設方面取得了較大進步，《工程流體力學》作為一門專業基礎理論課，其地位愈來愈顯得重要。其中海洋學院、食品學院和工程學院幾十年來在本科和研究生教育中，一直將《工程流體力學》和《高等流體力學》作為一門相當重要的專業基礎課。特別是，工程學院的機制專業將《工程流體力學》作為該專業學生的一門必修課，隨著學校的發展，這門課程必將滲透到生命學院的水產、水生物、設施漁業、水環境等專業和方向中。目前根據已定的教學計劃，每學年有近650名學生學習這門課，由于各專業對其內容眼球的不同，需要結合各專業的特點，提煉課程核心思想、調整教學內容，通過不同的模塊組合，確實提高學生的學習興趣，促進教學質量的提高。

上海海洋大學《工程流體力學》任課教師根據多年的教學大綱及要求編寫了“工程流體力學”教材，同時完成了配套教材的ppt電子教案，要求學生掌握流體力學的基本知識、原理和計算方法，主要包括：靜平衡微分方程、流體對固壁的總壓力、流體運動的描述、伯努利方程、動量（矩）方程、量綱分析、相似原理、繞流阻力等。在弄清概念，掌握理論的基礎上，能夠學會運用基本理論分析解決實際問題，并掌握基本的實驗技能，為從事專業工作、科研和其他專業課的學習打下基礎。為了便于學生的自主學習，又出版了配套教材的“工程流體力學習題解析”一書。同時根據實際工程需要，將《工程流體力學》的教學內容分為3個層次，即流體力學的基礎理論、流體力學知識與進展、流體力學應用與實踐， 克服了以往過分重視理論知識的介紹，輕視其應用的弊端。此外，還相繼開出了流體力學獨立實驗課、計算流體力學等。

同時，根據不同專業的具體需求，在課程設置、教學內容上都作了許多相應的調整。例如在全校新開了“工程流體力學的應用”課程，受到了學生們的歡迎，選修這門課的學生相當多，容量達95%以上。并設計了不同的模塊組合，對機械專業的學生，在已完成《工程流體力學》教材的二版修訂中，在第8章中增加了明渠流動內容，增加了水波理論等內容；針對食品專業的需要，增加了氣體及熱力學類內容，并補充五套自測題供學生選用，確實提高了學生的學習興趣，并促進了教學質量的提高。

二、改進教學手段，優化教學過程，加強教學互動

由流體力學團隊編寫的《工程流體力學》教材，于2006年由上海交通大學出版社出版，同時出版了與之配套的“工程流體力學習題解析”，為了便于教師教學，同時制作了與本教材配套的制作精美、圖文并貌的CAI課件，生動地描述了流體力學的一些理論及現象，大大減輕了流體力學理論的學習難度，提高了學生學習的興趣和效率。這些系列教材的出版，對該課程的建設和質量提升，起到了非常重要的作用。不但受到了本校學生的好評，同時還受到陜西理工大學、中國民航大學、浙江海洋學院及天津城市建設管理職業技術學院等許多學校的歡迎，這些學校對系列教材給予了充分肯定。圖書發行突破2萬本，出版方已無庫存。

充分利用網絡資源，將課堂理論教學教案、主講教師課堂教學的部分錄像進行網上共享，使用錄像片、流體力學演示實驗教學片、電子教材等多媒體教學手段，使學生感到難以接受的流動力學概念變得十分生動具體，加深對教材內容的理解，提高教學質量。使學生能夠隨時復習、預習相應的課堂教學內容。同時充分利用上海海洋大學的E-Class網絡平臺，進行網絡實時習題、例題解答，以及課后答疑網絡資源及軟硬件的建設，形成師生交流的互動平臺，真正提高網絡教學的實用性。強調計算機在流體力學教學中的應用

在充分利用現代教學手段的同時，不能忽視傳統教學方法的作用。本課程采用多媒體與板書相結合的教學模式，充分利用多媒體教學信息量大,圖像清晰生動的特點, 結合傳統板書講解復雜理論推導的優點，不僅直觀清晰，一目了然，而且對重點部分又能反復講解，以達到學生基本理解并具有一定想象能力。例如在講解研究流體運動的兩種方法：質點法和空間點法時，多媒體上會出現公交車客流量觀察方法的動畫，使學生既易于分清這兩種方法的不同，同時又強調一個相同的目的。又如在講到流體的漩渦運動時，有龍卷風作強烈旋轉運動的畫面；講到伯努利方程時，有踢任意球進球門的畫面。理論教學上嚴謹，但是動畫及多媒體生動、形象，使得學生在學習時既不感到枯燥，同時又能加強對基本理論的理解。由于學生數很多，教學上采用大班課的形式（基本上每個教學班有近100名學生），多媒體教學發揮了很大的作用。它使繁冗的公式推導成為一個簡單的講解過程，將復雜的流體運動生動形象地表現出來，同時對重點和難點反復在黑板上演示講解。這兩個方法相輔相承，取得了很好的教學效果。這種授課方式既有利于避免研究生因長時間精力高度集中而產生疲勞,又有利于他們理解并掌握復雜的流體力學基本理論。

2008年“工程流體力學”教材獲上海海洋大學教學成果一等獎。作為普通高校重點教材建設項目之一，2009年被上海市教委評為優秀教材三等獎，2011年獲得上海市教委重點課程建設項目（滬教委高〔2011〕48號），極大地提高了上海海洋大學來在流體力學行業的影響力。

三、完善實驗教學條件，形成完整的教學實驗體系

在注重理論教學的同時，加強實驗教學環節，2011年3月由上海海洋大學主編的《力學基礎實驗指導-理論力學、材料力學、流體力學》，由同濟大學出版社正式出版發行，其中的流體力學部分（第三大部分），從根本上解決了實驗指導書與實驗儀器不配套的問題，有效提高了流體力學實驗教學質量。2009年下半年新添置了多功能流體力學實驗裝置、動量定理實驗儀、流動圖形顯示儀、畢托管測速實驗儀、虹吸管實驗儀、勢流疊加儀、空化實驗儀等流體力學實驗設備，新開設了大量的設計型和創新型流體力學實驗，使學生、教師互動，用實驗數據來驗證理論，來觀察抽象的流體運動；用理論知識解釋一些流體現象，發現新的現象。這種教學手段提高了教學效果。同時在互動中，將有關科研上對于流體力學的一些熱點問題以討論的形式引入教學，充分地調動了學生的學習熱情。通過實驗驗證加強感性認識：在許多重點和難點的地方，基本上有配套的實驗，從實驗中學習，既能培養學生從實踐中發現問題并進行深入分析的思維習慣，激發他們的學習熱情，同時也是加強印象、加深理解、克服難點的手段之一。

針對個別專業的特殊需要，開設了流體力學獨立實驗課。實際的流體運動非常復雜，因此通過流體力學實驗是揭示流體運動規律的一種重要手段，為了幫助學生加深對所學理論的理解，更好的用所學理論解決生產實際中的問題，經過多方籌建，2009年我校海洋環境專業開設流體力學獨立實驗課，共16學時，實驗內容主要包括：能量方程實驗、雷諾實驗、動量定律實驗、沿程水頭損失實驗、局部水頭損失實驗、畢托管測速實驗、管道測流量實驗、流動顯示實驗、虹吸實驗及勢流疊加實驗等；針對食品專業的需要，開設了氣體及熱力學類實驗。

四、實現教學和科研的互動

在任課教師積極參加各類相關的學習與培訓的同時，強化任課教師的科研觀念，以科研帶動教學，以教學促進科研，進行有效的縱、橫向科研聯合。任課教師積極參與各類教學改革和科研項目，如深水網箱水動力研究、漁船螺旋槳軟件系統設計、人工魚礁流場分析、海洋結構物的流固偶合分析、海洋波浪能的研究開發等。通過這些項目的研究，加深了對流體力學在海洋科學中實際應用和最新進展的了解。在畢業設計環節，每年選作以流體力學基礎理論及其工程應用為畢業論文課題的本科學生20余人，研究生10人。取得多項教學改革和教學研究成果，并在生產實踐中得到應用，如流體力學團隊教師編制的“漁船螺旋槳系統設計軟件”獲得2007年上海海洋大學科技成果三等獎，該軟件目前已被濰坊柴油機廠、玉林柴油機廠等國內主要柴油機生產廠家廣泛應用。我校工程學院羊曉晟、侯淑榮、馬利娜、沈小青同學的“一種新型海洋波浪能發電裝置”項目，參加2011年由、中國科協、教育部、全國學聯和地方政府共同主辦的、在大連理工大學舉行的第十二屆“挑戰杯”終審決賽，在全國1935所高校選送的16976件作品中突潁而出，獲得“全國競賽三等獎”。該項目由流體力學老師指導，并突破了波浪及流固耦合理論，極大地激發了學生對本課程的學習熱情。今后，本課程將在大學生科技創新中發揮更大的作用。

五、教學效果的考核

《工程流體力學》課程具有理論性強、公式多、數理基礎要求高的特點,為幫助學生的學習,僅僅通過教材講解還遠遠不夠,需要配套必要的習題。在現有基礎上，更新試題內容，完善試題庫建設，考慮到我校研究生教學的特點, 團隊根據新編著教材的主要內容, 以章節為單位,精心篩選和編寫了典型習題集,力圖做到其中的習題一定要具有典型性。習題的數量不能多,更不能類似和重復,學生通過習題練習,能有效地掌握教材中的基本知識。提高試題質量，真正做到教考分離，促進教學質量的提高。該試題庫具有以下功能：平臺提供自動組卷、手動組卷、互動組卷，條件設定靈活全面；試卷自動轉換成WORD文檔，方便打印輸出；自定義追加試題入庫，采用WORD文檔格式編輯批量入庫。

在考核中，平時成績、實驗課成績和期末成績比例為15%、20%和65%。實踐證明，該考核方法取得了很好的效果。

六、結語

總之，對于《工程流體力學》課程教學內容改革的初步探索分析，可以促進教學觀念的改變，按此目標授課，對教師提出了更高的要求。同時，還可以促進教材建設、實驗室建設及其儀器設備的更新，提高學生的動手能力及科研能力，從而實現“學有所用”，“教學相長”。

高等教育教學改革，特別是專業基礎課程體系及教學內容的改革，是一個系統和長期艱巨的實踐過程，專業教師任重而道遠。只要不斷努力和探索實踐，就可以開拓出一條符合各個專業需求的、更加富有成效的新途徑，取得更好的教改成果。

本文受“2011年度上海市教委重點課程建設項目（滬教委高〔2011〕48號）”資助

[參考文獻]

[1]袁恩熙.工程流體力學[M].北京:石油工業出版社,2002.

[2]James A.Fay.Introduction to Fluid Mechanics.Cambridge: MIT Press,1994

[3]Bruce R Munson, Donald F.Young and Theodore H.Okiish. Fundamentals of Fluid Mechanics,5th Edition, New Delhi:John Wiley &Sons,2002

[4]Robert W.Fox,Philip J.Pritchard and Alan T McDonald. Fluid Mechanics,7th Edition. Hoboken:John Wiley&Sons,2009

[5]Frank M.White.Fluid Mechanics,6th Edition.New York: McGraw-Hill,2008

[6]毛根海.應用流體力學.北京：高等教育出版社,2006

第2篇：計算流體力學的基本知識范文

論文關鍵詞：高職院校；流體力學；學習興趣

“流體力學”課程是我國高等院校工科專業的一門主干專業基礎課，涉及土木、能源、醫學、環境、化工等許多領域。該課程是聯系前期“高等數學”、“理論力學”等基礎課程和后續專業課程的橋梁和紐帶，在學生能力培養和知識體系構建過程中起著“承上啟下”的作用。流體力學因曾經在20世紀五六十年代對航空航天事業的巨大推動而倍受世人矚目。近年來，流體力學廣泛深入地向邊緣學科交叉滲透，這就要求相關領域的工作者要善于從錯綜復雜的工程實際中獨立地提出問題和解決問題。

民辦高職院校的學生入學成績較差、自主學習的能力較差。很多學生對流體力學現象認識模糊，學生普遍感覺流體力學概念抽象，難以理解，對“流體力學”產生畏難情緒和厭學現象，學習積極性不高。2011年，江蘇省高職院校招生實行注冊入學，更意味著生源素質的良莠不齊，這對工科專業的民辦高職院校的“流體力學”課程教學是個嚴峻的挑戰。

一、民辦高職院校學生的特點

1.入學成績較差

民辦高職院校在高等院校中處于較低的地位，這尤其體現在招生中，往往是錄取批次的最后一批。這就意味著入學的學生往往入學成績較差，從這幾年金肯職業技術學院（以下簡稱“我?！保┑匿浫〕煽儊砜?，從90分～330分都有，大多是在180分左右。因此民辦高職院校的學生往往數學物理基礎較差，計算能力較差，影響他們對工科課程的學習。

2.自主學習的能力較差

從和學生的交流情況來看，學生在課后很少主動學習、看相關的書籍，甚至連作業都有不能按時保質完成的時候。

二、如何調動學生學習“流體力學”的主觀能動性

民辦高職院校和公辦本科院校以及公辦高職院校有很大的區別，使得在“流體力學”課程教學中不能照搬上述公辦院校的方法，而要根據民辦高職院校的特點來實行教學。

陶行知在《中國教育改造》中指出：“大凡選擇職業科目之標準，不在適與不適，而在最適與非最適。所謂最適者有二，一曰才能，二曰興味。才能足以樂業?！睂W習最有興趣的專業，因其興趣，才會有樂趣，才會安于學習。托爾斯泰說過：“成功的教學所需要的不是強制，而是激發學生的興趣?！睂γ褶k高職院校的學生更應注重興趣的培養。

1.教學內容優化，降低難度

（1）教學內容精簡，理論夠用為度。鑒于高職院校學生的特點，再結合高職專業所實現的目標——技能性人才，根據各專業的側重點，對教學內容進行優化。理論難度夠用為度，不求理論的系統性和完整性。以給排水工程專業為例，流體靜力學經優化后，保留靜壓強及其特性、靜力學基本方程的應用、平面和曲面的靜水總壓力的內容，側重基本概念、基本定律和方程式，取消了平衡微分方程的內容。對我校學生而言，難以聽懂，不如加強基本知識的介紹，如能透徹理解，對工作和生活更有用。

（2）教學內容體現職業特點。應該在教學內容中體現本專業的專業內容。對于面向給排水工程專業開設的“流體力學”課程，其專業和自來水、污水的運輸和輸送緊密相關，都離不開管、泵的設計與使用，這就涉及到流體力學的許多方面。例如，分析流體在管道內的流動規律、壓力、阻力、流速和輸量的關系時，應向學生指出此處知識點的學習是為了根據流動規律和各參數關系來設計管徑、校核管材強度、布置管線以及選擇泵的大小和類型、設計泵的安裝位置等，把知識點融入到職業特點中，編成例題進行講解。有些概念和理論是學生首次在“流體力學”里學到的，并且會貫穿到整個專業知識的學習過程中，例如雷諾數、水頭損失、沿程水損等，所以，對于此類知識的反復強調也是非常必要的。把“流體力學”和“泵與風機”、“管道工程”、“水處理工程”等專業課聯系在一起，相關知識點能做到心中有數，為以后專業知識的學習打下堅實的基礎。優化內容的同時，也不同程度地降低了學習內容的難度，這在客觀上為提高學生的學習積極性鋪平了道路。

2.活躍教學課堂氣氛，營造輕松的學習環境

（1）用重大事件激發學生學習“流體力學”的自覺性、主動性和積極性。在教學中適當地穿插講述一些有關的重大事故、重大災害和重大建設項目（統稱“重大事件”），對于學生認識現在的學習與未來工作之間的關系、提高學習自覺性、培養熱愛專業的思想和嚴謹的科學作風很有幫助，同時也有助于活躍課堂氣氛。

在講授“流體靜力學”這一章節內容時，可舉1993年青海溝后水庫垮壩事件。1993年8月27日夜間，庫容為330萬m3的青海省海南藏族自治州溝后水庫在庫水位低于設計水位0.75m3的情況下突然垮壩失事，造成288人死亡，40人失蹤，直接經濟損失1.53億元。水利部專家組調查認定，溝后水庫在設計上有缺陷，施工中又存在嚴重質量問題，運行管理工作薄弱，這次垮壩屬于重大責任事故。結合流體靜力學講述這一事件時指出：不管在什么崗位，責任心和專業技術素質也許會關系到千百人生命財產的安全。

（2）用工程或生活實例讓學生感受到科學很奇妙，身邊處處有科學。興趣是學習的最大動力，教師應該讓學生直觀形象地了解流體力學的廣泛應用性以及內容的趣味性，將與日常生活或生產實際有關的例子介紹給學生。“流體力學”的理論性較強，公式較多，學生理解比較困難。如果教師在課程的講解過程中，多穿插一些實際生活中的現象，與課本中的理論結合起來講，一定會大大提高學習興趣，使學生更好地熟記和應用知識。在靜力學章節的學習過程中，可舉“人能下潛多深？”的例子，幫助理解靜力學基本方程。小時候經常玩的一個游戲——吹紙條。拿出一個小紙條，讓它自然下垂。沿水平方向在它上面吹氣，紙條就會飄起，這是由于流動氣體的壓強小。而解釋流動氣體壓強為什么小，要借助伯努利方程來解釋?！罢九_安全線的由來”，“神奇的香蕉球”是如何踢出來的？這也要用伯努利方程來解釋。身邊的科學無處不在，只要仔細觀察，便能從中領悟到許多道理。

從奇妙的魚缸、小鳥喝水的杯子到飲水機的原理，介紹靜力學基本方程的應用及等壓面的概念。簡單的原理，小小的發明，卻給生活帶來極大的方便，這就是創造發明的價值所在。

（3）增加語言的藝術性，讓枯燥的流體力學變得優美和富有哲理。子曰：“學而時習之，不亦悅乎？”學習應該是快樂輕松的事。從幼兒園到小學，都倡導素質教育、快樂教育。高等教育也應該貫徹這一思想，學習才能持久。

傳統的課堂教學極容易枯燥乏味，使學生聽課索然無味，這必將不利于教學質量的提高。如果我們的授課語言優美，講述形象生動，把美的氣息、哲理的意味注入“流體力學”的教學，使學生學得輕松、自由，甚至浪漫，營造出輕松、快樂的學習氛圍。

在緒論中，可以談談流體力學中的人文文化。水與空氣都是流體的典型代表，是一切生命不可缺少的物質，自古至今人們對它的了解、探索和應用創造了豐富的文化物質成果。“楚天千里清秋，水隨天去秋無際”。秋風，天水一色，是大自然的美景，也是流體的流動現象。它們賦予我們靈感，承載著我們的喜怒哀樂。古圣人喜歡從哲理上描述水性，歌頌水德。老子說“智者樂水，仁者樂山”。老子的名言是“上善若水”。通過此類講述，使流體力學增加美的氣息，使力學融入人文，既說明我們的生活與其息息相關，又輕松了課堂氣氛。

在講授粘性流體流動存在著兩種流態時，可以借用古代文學中相關的名句，如描述湍流的有李白的“飛流直下三千尺，疑是銀河落九天”，描述層流的則有“半畝方塘一鑒開，天光云影共徘徊”等佳句。這樣可以幫助學生建立對流態十分形象而深刻的印象，從而有助于學生理解、掌握相關知識。

在教學過程中，還可穿插著向學生介紹定律知識背景的形成過程，以及相關科學家的工作，讓學生領悟科學思想，輕松接受相關知識?！芭ｎD粘性定律”是牛頓對流體力學的主要貢獻之一，是流體力學教學的重點內容。我們不僅僅要教給學生科學知識的本身，還應重視如何使學生感悟科學精神。此時穿插介紹牛頓的哲學思想和科學方法。牛頓用引力理論和運動三定律把天上行星和它們的衛星運動規律，同地上重力下墜的現象統一起來，實現了天上人間的統一，這是牛頓在自然哲學上的偉大貢獻。

3.突出實驗教學的特殊地位，讓學生樂在其中

突出實驗教學的特殊地位，使教學貼近實際，貼近生活。通過演示實驗、學生驗證性實驗、競賽型的設計性實驗、實驗錄像、照片、仿真實驗教學等多種方式貫穿教學的全過程，讓學生看到各類實驗最深刻、真實的一面，從而豐富學生的經驗，增強學生的見識，培養職業意識和實踐能力。

（1）開發課堂演示教具和演示實驗。開發一系列課堂教學演示教具，可以使學生耳目一新，課堂氣氛變得活躍起來。課堂演示教具和演示實驗的使用，必須簡單易行，價廉物美，且能解決教學問題，這對民辦高職院校的教師提出了較高的要求。講授表面張力和毛細管現象時，可演示毛巾浸濕的現象，順帶告訴學生如何在無人時給花草自動滴灌的方法；演示移液管移液凹面的現象時，告訴學生如何讀數，如何避免毛細管現象引起的誤差，同時可教學生化學實驗操作的細節。講述“流體靜力學”章節時，演示倒扣水杯的實驗，讓枯燥的方程變得形象，易于理解。從廢棄飲水機上拆下的“聰明頭”，介紹靜力學基本方程的實際應用。這些教具都非常簡單，也易于獲得，甚至無需額外花錢，學生也非常感興趣。

（2）應用多媒體教學演示。并不是所有的教學內容都能找到適合課堂演示的案例。隨著多媒體在教學中應用的普及，一些復雜的演示實驗和昂貴的演示教具可以通過多媒體教學來實現。如雷諾實驗、水躍實驗、水擊現象，在生產實踐中所應用的各種堰，都可一一演示，遠勝貧乏的語言描述。

（3）用設計性實驗讓學生參與其中，樂在其中。設計性實驗圍繞職業特色專題，依據學生的實際情況而設，如：“自動虹吸管的改進與應用”。指導教師根據學生對所學知識的掌握及興趣度，將他們分成幾個不同的實驗小組，然后指導和協助學生自己設計實驗方案，動手組裝，最后依據實驗結果給出實驗成績。

該實驗教學模式的優勢體現在以下幾個方面：激發學生的求知欲望和培養學生的創造能力；加深學生對理論知識的理解并向外延展；節省高校實驗室資金投入。

文中所提到的方法，最終需要教師來完成，這對教師提出了較高要求。雖然高職院校的教師的教學任務很繁重，尤其是民辦高職院校的教師，但這些方法都可以在平時的積累中完成，只需平時閱報、聽新聞、上網瀏覽、注意周遭事物，多和同行交流就可以做到。

第3篇：計算流體力學的基本知識范文

關鍵詞: 荷載與結構設計方法課程 對策 教學方法改革

20世紀末教育部對土木工程專業進行了新的劃分,原建筑工程專業、交通土建專業、地下工程專業及礦山建設專業合并為土木工程專業,其課程體系設置也作了相應調整,增設了荷載與結構設計方法這門專業基礎課。但是,幾年來在荷載與結構設計方法課程的教學過程中,我們發現該課程的設置存在一些問題,使其教學過程面臨困難。為解決這些問題,我們作了相關的探討和實踐。

一、荷載與結構設計方法課的內容及要求

荷載與結構設計方法屬于專業基礎課程。教學內容主要可分為兩部分[1-2]:第一部分是結構在使用年限內可能遇到的各種荷載及其相應的計算方法,包括重力引起的豎向荷載計算、側壓力計算、風荷載計算、地震荷載計算、其他作用計算等。這部分內容主要是各種荷載的作用機理和計算公式的推導以及計算作用在結構上產生的荷載效應,要求學生掌握各種荷載的計算方法。第二部分是介紹結構設計方法,包括荷載統計分析、抗力統計分析、結構可靠度分析及概率極限設計方法,要求學生掌握滿足可靠度的結構設計方法。因此,該課程的學習效果對于學生掌握專業基礎知識,深入學習后繼專業課程具有重大影響[3]。但是第二部分內容不再涉及各類荷載的計算,因此這兩部分內容在概念體系上不是充分相關的。

二、荷載與結構設計方法課面臨的困難

要完成荷載與結構設計方法課的教學任務,我們先要分析該課程的前修課程有哪些[4]。

重力引起的豎向荷載計算包括結構自重荷載、土的自重荷載、雪荷載、車荷載、樓屋面活荷載及行人荷載。在結構自重荷載、雪荷載、樓屋面活荷載及行人荷載的計算中,往往要將這些荷載計算到不同構件層次上。為此,我們需要知道建筑物的構造方法、結構體系及力的傳遞路徑,而這些知識有賴于房屋建筑學、各類結構設計與板殼力學的知識。

側壓力計算包括土的側壓力、水壓力、波浪荷載、凍脹力等。土的側壓力是以土的材料性能和強度理論為基礎,我們必須學習土力學和彈性力學才能很好地理解和掌握。水壓力和波浪荷載計算需要以流體力學為基礎。

風荷載計算需要知道空氣流體的特性,以及結構的動力響應特性,需要流體力學和結構動力學的知識支撐。

地震荷載計算較難,涉及到地震基本知識、結構地震設防和結構的動力響應特性等,不先學習結構抗震工程和結構動力學是不可能做到的。

其他作用中的爆炸作用需要空氣動力學課的知識,而本專業一般不開設該課,因此只能直接介紹爆炸作用的計算公式。預加力涉及到預應力知識,主要在混凝土結構設計原理和施工技術里講解。

荷載的統計分析和結構抗力的統計分析涉及到概率與統計知識。

綜上所述,荷載與結構設計方法的前修課程有概率與統計、房屋建筑學、結構力學、彈性力學、土力學、流體力學、結構抗震工程、結構動力學、混凝土結構設計原理和施工技術等課程,特別是概率與統計、土力學、結構動力學和建筑抗震工程。沒有這些前修課程的支撐,要學好荷載與結構設計方法課中的第一部分內容猶如空中建樓,是不可能實現的。由于荷載與結構設計方法課是專業基礎課,在教學計劃中這些課程不可能全部安排在該課程之前,否則不利于教學活動的組織?；炷两Y構設計原理、結構抗震工程和施工技術等課程一般安排在大學后期學習。

另外,荷載與結構設計方法課的很多內容與其他專業課程重復,如土的側壓力與土力學知識重復,地震作用與結構抗震工程內容重復,水壓力與流體力學內容重復,等等。由于該課程學時有限,內容涉及面廣,但又沒有相關課程內容講的深入,教師只能點到為止,不能深入其里,學生容易產生混淆和負遷移。我們在課堂教學過程和學生的問卷調查中均發現,學生在學習第一部分內容時新鮮感大打折扣;而第二部分內容理論性強,沒有具體結構作為講解載體,學習起來較為枯燥乏味。這就使得教學效果不理想,教學過程面臨困難。

三、問題與對策

荷載與結構設計方法課對前修課的要求及其與現有教學計劃的矛盾屬于教學計劃層面上的結構性矛盾,其根本解決思路應從結構調整上入手。我們在教學實踐經驗基礎上,對這問題作了探討,認為要解決這個問題,可以取消荷載與結構設計方法課,把該課程的教學內容拆分,再重組到相應的課程上講解。

第一部分內容不再強調荷載的作用機理和計算公式的推導,致力于從應用層面上講解各種荷載的計算。把與土有關的荷載在土力學課上講解,與水有關的荷載在水力學課上講解;地震作用在結構抗震工程上講解;風荷載和爆炸作用可在流體力學課上講解;雪荷載、結構自重荷載和樓屋面荷載相對比較簡單,可以在混凝土結構設計大作業或課程設計中講解;溫度作用和變形作用可以在結構力學中講解。如此一來,既能使學生學習各種荷載的計算方法,又能解決荷載與結構設計方法課這部分內容所面臨的矛盾。

第二部分內容是結構設計方法,不再涉及各類荷載的具體計算,混凝土結構設計課程也涉及到結構設計方法。因此可以把兩門課程的這部分內容結合起來,放在混凝土結構設計課程中講解。把結構可靠度設計理論和結構設計方法應用到具體結構的設計上,從應用層面上來講解,直觀形象,學生感覺這部分內容學來即用,比單純的理論學習效果要好。

把荷載與結構設計方法教學內容拆分重組,既可以保證教學計劃的系統性,又可以避免教學內容上的重復。現在有不少學校在實踐這種方法,如東南大學將荷載與結構設計方法和混凝土結構設計兩門課程結合起來,統稱為工程結構設計原理。

四、教學方法改革

在課程體系尚未執行,不能從教學計劃上作調整時,為了提高教學效果,權宜之計是在教學方法方面進行改革。我們發現,在教學中若過于重視荷載的產生機理和計算公式的推導,很容易使學生陷入概念、符號、公式系數中,產生畏懼感,喪失信心、失去興趣。因此教學方法改革很有必要。

1.創設啟發式、討論式教學氛圍。

為調動學生學習的主動性,促使其養成勤于思考的習慣,教師在一開始就要形成問題情景,啟發學生進行初步探索,激發學生的探究心理,調動學習積極性。我們采用課前、課中、課后提問,將問題情景貫穿教學全過程。在講授教學內容前提出問題,學生大都能積極思考、預習,因為學生有思考和準備,所以回答問題很踴躍,自然形成了討論式、師生互動的氛圍。而課前提問即是將要進行課堂教學內容的關鍵、核心所在,所以教師是在引導學生積極思考、與自己同步思維,在回答問題的過程中使教學層層深入,最終解決問題。提出課后問題以幫助學生進一步理解、吸收所學知識。教師在精心創設的問題情景中,對每個問題都不是單向灌輸,學生在回答問題的過程中也在體會學習的方法、解決問題的方法。

2.以工程實例為載體,授課方法以知識應用型為主。

教師在課程中,應積極引進案例、提出需要完成的任務,在授課中注重教學互動,并利用校內實訓場進行現場模擬教學,特別是典型惡性事故的講解、觀察分析身邊工程結構思考開放性問題、錄像、大作業訓練、課程設計、參觀實習等,在整個教學過程的各個環節中多側面、多角度將理論聯系實際,幫助學生加深對理論知識的理解,增強工程意識,盡量縮短理論與實踐之間的差距。在可能的環節中盡量讓學生動手參與,使他們成為課堂上的主體[5]。這樣的教學方式能夠激發學生強烈的求知欲望,強化他們的創造性思維能力。

3.提供網絡平臺,為學生課外學習營造良好環境。

教師可以充分利用現代教學手段與方法,建立荷載與結構設計方法的課程網站,通過網絡平臺承載更多的信息,上傳多媒體課件、工程圖片、作業習題,對一些難點和重點進行知識延伸和鏈接,解決課程內容多、學生感性認識少、平面表達難度大的問題,教學課件與大量工程資料圖片、錄像結合,利用分析軟件模擬工程結構工作狀態與動畫演示,等等,加大信息量,可以激發學生的學習興趣,提高教學效果。

4.建立從“整體到局部”的教學模式。

長期以來荷載與結構設計方法遵循“從局部到整體”的教學模式,即由各種荷載計算到荷載組合,兩部分內容相互割裂,缺乏聯系,任何結構不可能只承受一種荷載,而總是同時有幾種荷載作用在結構上。從單個荷載出發的教學模式,一開始就缺乏整體感,沒考慮到學生能否自己完成把各種荷載組合成結構的受力狀態,其結果是學生孤立地學習了一些荷載知識,卻未建立起較清晰的整體結構荷載概念,不清楚基本工程結構在多種荷載作用下的工作性能、受力特點,更不清楚一個工程結構應承受和傳遞哪些荷載,以及為保證傳遞過程的完成而應采取的各種措施。教師在教學過程中,從整體結構出發展開教學,易于以工程應用為目的直接面向工程,實現理論與實踐相結合,將工程實例貫穿教學始終,使學生充分理解其工程背景和目標。由于面對的是整體,考慮問題必須從整體出發,分析解決問題需考慮各種枝節問題,學生整體思維能力、整體結構概念及工程意識、綜合分析及解決工程問題的能力能得到培養,思維品質會得到提升。

參考文獻:

[1]柳炳康.荷載與結構設計方法[M].武漢:武漢理工大學出版社,2003.

[2]白國良,劉明.荷載與結構設計方法[M].北京:高等教育出版社,2003.

[3]張小剛,林小嵩.適應大土木要求的荷載與結構設計方法知識點講解研究[J].高等建筑教育,2006,15,(4):74-78.

第4篇：計算流體力學的基本知識范文

【關鍵詞】復變函數 教學方法 實變函數

【中圖分類號】O174 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）06-0124-02

復變函數是高等院校工科專業的必修課，它對于培養學生的抽象思維，邏輯推理、空間想象和科學計算能力都起著重要的作用。其廣泛涉及理論物理、自動控制、信號處理、流體力學、彈性力學等眾多領域。復變函數的理論與方法是許多相關學科的重要解析工具，因此，學好復變函數這門課程是十分重要的，筆者結合多年教學經驗，總結了一些復變函數的教學體會。

一、復變函數課程的特點

復變函數是在微積分的基礎上形成發展起來的一門數學學科，它將數域由實數域擴充到復數域構建了新的數的表示形式x=x+iy，形成了特有的理論和計算技巧。定義了復變函數的初等函數，也由此建立三角函數和指數函數的關系，對歐拉公式eiθ=cosθ+isinθ給出了很好的解釋。由于數域的擴充使復變函數對應兩個二元實函數w=f（z）=u（x，y）+iv（x+iy），這就將實變函數的極限、導數、微分、級數從基本定義到計算方法推廣到復變函數，使得復變函數的理論更簡潔，方法更巧妙。復變函數的積分是復變函數理論的重要部分，積分將復變函數的導數、微分，級數，留數聯系到一個理論線索上。復變函數通過復平面建立了兩個平面的點的對應關系，構成了平面到平面的二維映射，這是復變函數的一個重要貢獻。

由于復變函數的很多概念理論和計算方法直接借助于高等數學知識，要求學生有很好的高等數學基礎，同時也要求教師在教學中做到邊復習高等數學邊講授復變函數，使學生的知識體系得以連貫，真正學到新的知識。隨著高等教育改革的不斷深入和多媒體的使用，復變函數課時相對減少， 如何才能讓學生在有限的時間內高效的學好這門課，是復變函數教學的首要任務。

二、復變函數的教學體會

1.合理安排教學內容

復變函數課程的教材很多，西安交通大學高等數學教研室編寫的工程數學《復變函數》，對于工科學生來講，不失為一本很好的教材，教材內容充分，結構合理，理論應用相得益彰，但教師在教學中，還應對教材進行再加工，即要借重教材的優點，又要照顧學生。精心設計課程內容的引出、分析、解答等過程，通過抽象概念與具體實例結合，抽象思維與形象思維結合，滲透現代數學思想，提高學生興趣，培養學生的數學思維能力和綜合應用能力。

做為數學課程復變函數教材的章節是按著嚴格的邏輯順序展開的，有著很強的系統性和整體性。對于一些重點知識、新知識可以安排較多課時，比如模函數，幅角函數的解析性，C-R方程、柯西-古薩基本定理、柯西積分公式、高階導數公式、留數定理等復變函數的幾個重要定理需要多花精力比較使用方法，介紹應用技巧。有些知識象復數及復數的計算已經下放到了高中，所以可作為復習內容，安排較少課時。

2.采用適當的教學方法

在教學過程中，可以采用多種教學方法和教學手段，由于復變函數的許多性質、概念、定義與高等數學有著相似之處，又與高等數學在某些方面有著實質不同，比較教學法是最適用于復變函數教學的。 在復變函數教學過程中，應注意將復變函數的概念、定理以及處理問題的方法與高等數學進行對比，使學生在建構新的知識體系的同時能夠區分兩者之間的差異。

探索一套行之有效的考試考查方法，增加單元測驗，加大平時成績比重，把考試分為開卷和閉卷。利用單元測驗檢查學生對知識的掌握程度。 每章結束之后上習題課，采用對話式教學方法，提出問題，引導學生思考問題、解決問題，及時發現和糾正學生的錯誤，以補充和鞏固復變函數的教學內容。

3.充分利用多媒體教學

借助優質示范課教學平臺制作《復變函數》課程的電子教案、多媒體課件，習題庫、試題庫，實施網絡教學，實現師生互動，從而優化了學習過程、提高了學生的學習興趣和學習效率。利用電子課件教學，使教學更生動、更立體，從而培養學生的理解力、洞察力、數學思維能力。同時將某些抽象的理論具體化，在很大程度上節約黑板書寫時間，增加授課的信息量。

4.將數學實驗引入課堂教學

利用MATLAB進行輔助教學可以進行復數基本運算包括計算復數的實部、虛部、模和幅角，也可以計算復變函數的導數、積分和留數，MATLAB繪制復變函數圖象直觀地展示復變函數的特殊映射規律。這樣不但加強了學生對復變函數中的抽象概念的直觀認識，而且還提高了學生運用數學和計算機解決實際問題的能力，激發了學生對復變函數的興趣。

5.注重知識應用，培養學生應用能力

復變函數與其他學科如物理、數理方程、流體力學、電磁學等都有不同程度的聯系，在教學中不僅要清晰地向學生講述復變函數的基本知識，還應該幫助學生建立起該學科與學生專業的關系。為此，在復變函數的教學中要把握好知識應用的指導，了解學生的專業以及后續的基礎課和專業課，在講解復變函數理論的同時，向學生介紹復變函數在相應學科中的應用。如解析函數可以刻畫流體流動的復勢。留數和流量、環量的聯系等。

總之，在復變函數的教學過程中要注意素質教育內容的融入，注重培養學生的創新能力，培養學生抽象思維能力，邏輯推理能力和分析解決問題的能力。復變函數的教學不僅在于教授學生知識，更在于培養學生的數學思想，提高學生的綜合素質，促進學生的全面發展。

參考文獻：

[1]鐘玉泉.復變函數論[M].北京：高等教育出版社，2003

[2]張必山.試析復變函數課程教學改革[J].教育與職業，2010

[3]西安交通大學高等數學教研室.復變函數[M].第四版，高等教育出版社，2005

第5篇：計算流體力學的基本知識范文

基于以上情況，為了讓學生在學習中更好地掌握相關的基本知識和原理，學到更多、更新的知識，本文對《液壓氣動技術》課程的教學方法作了一些改革。希望通過筆者的努力能夠對相關的科研工作者、廣大教師起到拋磚引玉的作用，為《液壓氣動技術》課程教學改革起到一定的促進作用。

關鍵詞：《液壓氣動技術》；教學；改革

一、通過動畫、視頻、元件裝拆、仿真和實際案例輔助教學

在面授教學中，采用了各種學生容易接受、容易理解的手段，把有關的知識講清楚、講透。例如，在介紹液壓傳動的工作原理時，除了講解之外，還通過實例的視頻播放，模型實驗等手段，增強學生對工作原理的理解和掌握。在講解流體力學基本知識時，因為公式、計算較多，而這卻是學生的薄弱環節，針對這一點，在教學中加入了實際案例介紹、視頻實驗等輔助方法，使枯燥乏味的公式和計算變得生動起來，學生不用死記硬背就能靈活應用公式，加深了對公式中參數的理解。在液壓元件的教學過程中，通過播放動畫、元件應用視頻、元件拆裝實驗等輔助手段，學生熟練掌握了元件的結構和工作原理，并能靈活應用。

在基本回路和典型液壓系統的介紹中，借助Festo公司的Fluid-Sim仿真軟件，把課本上的例圖、習題中的系統圖全部用軟件畫出來，另外還增加了許多書上沒有的、非常實用的回路，在課堂上播放給學生看，書上原來不會動的原理圖全都動了起來，大大地激發了學生的學習興趣。

此外，還采用了課堂討論的形式，讓學生互相介紹自己單位中使用液壓系統的情況，自己在工作遇到的問題、解決的方法，大大地提高了學生的學習熱情。例如，電磁控制順序回路的液壓系統圖和電氣圖，學生只要撳一下電路圖中的銨鈕，就可以觀看液壓系統的工作情況，以及電路的通斷情況，從中學生不僅可以掌握液壓原理，而且可以了解和電氣的配合情況，甚至可以和PLC連接，并且可以通過編程由PLC來控制液壓系統的工作。

二、加強課堂練習與課堂討論，組建學習小組

為了使學生更好地學習，將班級分成若干個小組，增強學生之間的互幫互學，培養學生的自學能力和協同工作的能力。加強課堂練習，增加習題的講解，進行課堂討論，讓學生對習題充分了解，并理解和掌握教材內容和概念。

三、通過網上課堂對面授教學進行補充

另外，通過網上課堂對面授教學作了較多的補充。本學期在教學改革過程中，對網上課堂的內容建設投入了大量的精力。針對學生想要學的，較難學的，以及液壓氣動技術的新發展，將網上課堂的內容作了較大的改動。網上課堂上除了有本課程的教學大綱、實施計劃、參考教材、形考比例，以及每一章節的要點、重點、難點和習題外，還把授課的電子教案放到了網上課堂，通過這樣的方式，學生即使由于工作原因不能到校上課，也能通過網上課堂了解老師的進度，知道老師講課的內容。同時，在每一章節安排了大量的思考題和在線測試題，使學生每學完一章節就可以了解自己掌握的怎么樣。

為了讓學生對課本內容有更深入的了解，在網上課堂中還做了相當多的視頻節目，以及許多仿真回路，學生只要下載，就能在任何時間、任何地點觀看。為了讓學生掌握液壓氣動技術的發展動態，還在網上課堂中鏈接了一些國際著名公司的網站，學生只要進入就可以知道更多的內容。

四、加強實踐環節的教學

液壓氣動技術是一門實踐性非常強的課程，要學好必須完成一定量的實驗，因此在教學中想了很多辦法，采用了多種形式的實踐教學。

首先，學生可以在電腦上，通過Festo公司的仿真軟件、國家開放大學的液壓仿真實驗進行實驗；

其次，建立了液壓氣動實驗室，學生可以在仿真無錯情況下在實驗室完成實驗；

再次，建立了校外實訓基地，借助社會力量，讓學生進一步加深對課本內容的理解；

最后，帶學生參觀各種展覽會，參觀相關公司，了解書上所學知識在實際中是如何使用的。

例如采用Festo公司的仿真軟件構建的進油路節流調速回路的仿真系統，學生可以通過調節節流閥的開口大小、負載大小，來驗證速度負載特性。

五、邀請行業專家做專題報告

邀請行業專家以及資深工程師為學生做專題報告，介紹液壓氣動技術的發展動態及前景，介紹液壓氣動技術設計與使用過程中可能會遇到的問題以及解決方法，介紹液壓氣動設備使用中可能會碰到的故障及排除方法，這大大激發了學生的學習熱情。

通過以上的教學改革和實踐，培養了學生的學習興趣，提高了學生的學習積極性，學生覺得這門課容易學了，更加想學了，學得好了，也學得更扎實了。有很多學生已經將所學知識用到了實際工作中，并在工作中解決了大量實際問題，這也促使我們廣大教師要在今后的教學中不斷調整方法，以便把課上的更好，培養出適合市場需要、符合社會發展的復合型人才。

參考文獻：

[1] 許仰曾. 中國液壓行業發展戰略的新機遇、新格局及新思維[J]. 流體傳動與控制， 2011（04）.

[2]2010年液壓件和密封件將向市場前端沖刺[J]. 液壓氣動與密封，2010（02）.

[3] 走出去，引進來――記中國液壓氣動密封件工業協會歐洲之行[J]. 現代制造， 2003（20）.

[4] 李碩衛，張國賢.現代液壓技術的發展現狀[J]. 機械工程師，2009（02）.

第6篇：計算流體力學的基本知識范文

【關鍵詞】機械基礎課程；教學策略；實踐與探索

我國古代道家學派創始人老子有一句名言：“授之以魚，不如授之以漁。”教師想要幫助學生獲取更多的知識，不也是應該“授之以漁”而非僅僅是“授之以魚”嗎？單靠傳統教師給予知識的傳授，學生得到的知識是有限的，我們還需要通過在職業學校各類課程教學中實施研究性學習的方式“授之以漁”，充分發揮學生的主體地位，在培養學生的動手能力、科學探究能力、觀察實驗能力、獲取信息、傳遞信息、處理信息的能力、分析和判斷的能力及團結協作的能力的同時，也能充分培養學生的自主學習和創新意識，使學生成為真正意義上的學習的主人。

一、 培養學生的學習興趣

產生興趣是學好本課程的關鍵。只有在興趣的驅動下，才能充分發揮學生的自覺性、主動性。為培養學生的興趣，可結合日常生活中的具體實例來講解相關知識。如從學生熟悉的縫紉機、汽車前窗刮雨器、公交車門的啟閉、拖拉機自動卸料等入手來講授平面四桿機構；從電影放映機的卷片機構引入槽輪機構這一間歇運動機構；結合自行車、汽車的變速系統來介紹鏈傳動、齒輪傳動等有關內容。這些實用性很強的實例對學生有很大的吸引力，使學生既想學、又能學；既激發了其學習興趣，又調動了其積極性和主動性。巴爾扎克說：“打開一切科學殿堂的鑰匙毫無疑問是問號。”有效的提問不僅能激發學生的學習興趣，同時還能啟發思維，激勵學生積極思考。課堂教學是師生情感交流的場所，教師要充分給予學生參與的權利和機會，充分體現教師的主導地位和學生的主體地位。教育家葉圣陶先生說：“所謂教師之主導作用，蓋在善于引導啟迪，俾使學生自奮其力，自致其知，非謂教師滔滔講說，學生默默取受?！?實踐證明，教師滔滔講說，嘔心瀝血，方法不當，事倍功半。尤其機械基礎這門枯燥、繁雜且不系統的課程，若照本宣科，不進行教學信息的雙向交流，學生必學之無味，學之困難。

二、采用多種手段，加強直觀教學

本課程涉及到許多常用機構的運動過程和機械的內部結構，為了能清晰地講解有關知識，使學生能真正了解其本質，在教學中大量應用實物、教具、錄像及多媒體技術等多種手段，增強直觀性教學，從而便于有關原理、理論知識的講解。例如，我們在講解有關鉸鏈桿機構等內容時，借助可變模型，演示桿長的變化、機架的改變與機構類型的變化規律及桿長的變化及機架的變化與機構類型間的內在聯系。我們在講授液壓傳動中的換向閥工作原理、液壓基本回路工作原理等內容時，借助自己制作的多媒體課件輔助教學，利用課件的圖文可變、生動活潑的特點，清楚的反映了換向閥工作時各油路的通斷情況。而介紹液壓回路的課件能清楚反映油液的流動方向、各控制元件的動作順序及執行元件的工作情況，清晰、生動、直觀的講解，教學效果明顯，學生真正弄懂了許多問題，學到了有用的知識。

三、貫徹夠用原則，突出重點

《機械基礎》這門課程由三部分內容組成：（一）常用機構，（二）常用零件，（三）液壓傳動。各個內容既有自身的特點和知識體系，但他們之間也有一定的內在聯系，特別是（一）（二）部分的知識相互滲透。但學生在學習這門課時總感到內容多而復雜、知識比較散亂的感覺。怎樣使學生在學習中能抓住重點和難點，這是我們在教學中經常思考的一個問題。在這門課程的理論教學過程中，我們堅決貫徹“必需、夠用”的原則。對于理論偏深、偏多的推導、證明等內容大量刪減，而實用性較強、與生產實踐結合緊密的內容加強和多講，突出教學重點。在具體講授過程中，打破原有的編排順序，將常用的機構和常用零件的有關內容結合起來講授，加強知識的連貫性，有利于學生的理解、接受和記憶。加強有關零件的結構設計、維修、安裝、調試等內容的講解。在介紹液壓傳動的有關內容時，除了介紹液壓傳動的必備基本知識外，重點介紹液壓元件作用、安裝和維護及基本回路的作用、檢修和故障診斷等內容。這些內容正是生產第一線技術人員經常碰到、需要解決的問題。

四、加強實踐性教學環節，提高基本技能

第7篇：計算流體力學的基本知識范文

【關鍵詞】高校 土木工程教學 改革

一、高校土木工程教學計劃分析

1.高校土木工程教學的培養目標。土木工程是建造各類工程設施的相關科學技術的統稱，它力圖培養應用型的工科專業人才，主要通過學習培養適應當前社會發展需要的、能夠熟練掌握土木工程學科基本知識和理論的高級工程技術人員。高校土木工程專業畢業生要具有一定的研究開發和項目規劃能力，能夠從事與土木工程相關的設計、施工及管理工作。

2.高校土木工程教學的培養規格。首先，在德育方面，通過學習土木工程專業。樹立專業學生的遠大理想，為步入工作崗位奠定重要基礎。同時應該培養學生的人生觀、價值觀和世界觀，形成良好的職業道德、社會公德和思想品德，培養團結協作的團隊精神和刻苦鉆研的實干精神。其次，在智育方面，通過土木工程專業的相關學習，不斷強化學生建筑工程、工程力學、結構分析和工程材料等方面的基本知識。同時應該具有計算機應用、工程制圖、工程儀器使用等方面的能力，保證自己在步入工作崗位之后能夠得心應手。最后，在整體素質方面，土木工程是一個非常辛苦的專業，畢業之后的工作地點可能就是一些建筑工地等，因此，畢業學生除了具備良好的業務素質外，還應該具備良好的身體素質和心理素質，要有堅強的意志、健全的人格和積極向上的精神風貌。

3.高校土木工程教學的主要課程情況。高校土木工程的課程非常系統，主要包括理論力學、材料力學、土木工程材料、混凝土結構基本管理、鋼結構、流體力學等十門課程，這些課程都為土木工程教學奠定了重要的理論基礎，能夠保證學生在之后的工作實踐中正確處理各種問題，從而保證土木工程教學的系統性和完整性。

二、當前高校土木工程教學存在的一些問題

從當前一些高校的土木工程教學情況而言，教學過程中還存在一些問題，在一定程度上阻礙了土木工程教學及土木工程人才的培養。首先，教學計劃和課程設置不盡合理。在具體的課程設置中，課程設計的彈性程度不夠，很難從課程角度提高老師和學生教與學的積極性和主動性。與此同時，專業課的教學內容存在一定的滯后性，不能夠緊跟實際研究情況，與生產研究的實際問題不相符合，出現脫節現象，不利于理論與實踐的有機統一。其次，教學方法單一。從當前土木工程教學的情況來看，課堂教學方法還沒有打破傳統教學模式，在很大程度上學生還是被動接受知識，阻礙了學生積極性和主動性的提高，對培養學生的獨立性和創新性非常不利。再次，土木工程實踐教學的設計和實習情況有待進一步強化。從很多學校的實際情況來看，實踐課教學中的考核方法、內容設置還不夠完善，還沒能夠充分發揮實驗教學實驗中心、生產單位及實習基地的作用，土木工程專業的學生在畢業設計、課程設計中存在形式主義，這樣就失去了實踐教學的意義，不利于學生動手能力的提高，對之后步入工作崗位會造成很大的不利影響。

三、創新高校土木工程教學改革的對策

1.制訂合理有序的土木工程教學計劃。在土木工程教學中，制訂合理完善的教學計劃非常重要。首先，加強基礎課教學，奠定重要的理論基礎。對于土木工程專業的學生而言，掌握扎實的理論知識和基本技能是必需的。所以，在制訂教學計劃的時候，應該重視基礎理論課的重要性，最大限度地拓展專業面，不斷擴大基礎學科的范圍，加強學科之間的有機聯系，提高學生的綜合能力和創新能力。其次，不斷強化實踐課教學。對于土木工程專業的學生而言，動手實踐能力非常重要，因此，要不斷強化土木工程實踐教學環節，加強實驗、實習、畢業設計各環節的有序性、實用性和真實性，提升學生的實際操作能力。最后，加強人文精神培養，提高學生的綜合素質。不管是哪個專業學生，都應該具備良好的道德素質和綜合素質。所以要進一步培養學生的綜合素質，為學生之后步入工作崗位奠定重要的基礎。

2.健全土木工程課程體系。隨著當前經濟的快速發展和土木工程專業人才需求的增大，培養“寬口徑、多能力”的土木工程人才勢在必行。因此，我們應該改變過去單一的專業人才培養模式，合理優化課程體系。首先，優化土木工程課程內容。在課程內容的設置過程中，內容的選擇除了要滿足專業知識的層次結構之外，還應該根據市場需求進行適當調整。比如，在課程設置的過程中，可以適當增加一些法律課程、經濟學課程、計算機課程等，讓學生除了掌握專業知識之外，還增強法律意識、計算機技能和經濟學觀念，不斷提高畢業生的全方位能力。其次，優化土木工程課程體系。課程體系作為一個系統工程，內部之間是相互聯系、相互補充的。在整合過程中，對于一些相近、重復的內容進行刪減和優化，加強實踐課程環節的訓練，完善畢業設計、課程設計。再次，拓寬專業基礎，構建專業公共基礎平臺。土木工程培養的人才所涉及的行業是與工程相關的，包括建筑工程、交通土建、礦井建設等多方面，專業人才必備的基礎知識和專業基礎知識基本相同，諸如：力學、結構設計原理、巖土力學、材料學、計算機技術、工程概論等課程，這些都可列為專業公共基礎平臺，作為基礎課程組開設。

3.加強課外實踐教學的比重，建設校外基地。土木工程專業重在實踐，學生不僅要重視理論知識，還要高度重視實踐能力的培養，提高動手能力。為了讓學生具備一定的工程實踐能力，在校外與很多建筑公司、監理公司建立了聯系，與有關單位簽訂了協議，學生在生產實習及寒、暑假期間可以去工地進行工程實踐，這樣使學生開闊了眼界。通過一系列課程教學改革研究與實踐，不僅完善了該課程基本建設，規范了教學管理，深化了教學改革，提高了師資隊伍整體水平，而且大大提高了教學水平和教學質量。通過該課程的教學改革，學生較好地掌握了本課程基本理論和基本知識，培養了分析問題和解決問題的能力，為以后的工作打下了堅實的基礎；學生的綜合素質和創新能力普遍提高，強化力學教學，學生結構方面的知識明顯加強；學生養成了自主學習的良好習慣，自學能力明顯提高；培養了學生認真負責的工作態度和一絲不茍的工作作風，課程教學改革成效顯著。

第8篇：計算流體力學的基本知識范文

關鍵詞：理論力學 獨立學院 土木工程專業 教學改革

一、獨立學院學生的特點

獨立學院學生群體相對于一、二本高校學生而言，有明顯特點：接觸面廣泛，思維比較活躍，價值取向多元化；技能特長優勢明顯，但綜合發展不夠均衡；缺乏自信心和恒心，缺乏主動性和壓力感；不獨立思考，依賴性強；基礎知識薄弱；有較強的求學欲望，但學習毅力與刻苦精神不夠持久；有較強的組織紀律觀念，但缺乏持久的自我約束性。

針對上述特點，相應地在課程教學內容和方式上，應該區別于普通高校的教學模式，有必要進行具有針對性的改革。

二、力學教指委對土木工程專業理論力學的要求

國家力學教學指導委員會分別按理論力學與材料力學組、結構力學與彈性力學組、流體力學與水力學組制定了對力學課程的基本要求，其中理論力學按照A類(機械、土木、航空航天等專業)、B類、C類分別適用不同專業。

對于A類專業，明確了課程的性質和任務；確定了基本內容分為基礎和專題兩部分，對基礎部分，要求著重對三大塊內容（靜力學，運動學和動力學）進行了詳細說明，對專題部分，要求對剛體定點轉動等作詳細說明；提出應使學生在建模能力，分析能力和自學能力方面得到提高；強調應加強實踐性教學環節；建議在教學中采用多種教學媒體、根據難易不同進行分層教學；建議基礎64學時，專題16學時。

三、理論力學在整個土木工程專業力學體系中的作用

理論力學研究物體的機械運動（含靜止）及物體間相互機械作用的一般規律，是整個土木工程力學體系的基礎，是學習其它力學課程及技術課程的前提。工程專業一般都需要接觸機械運動問題，大都需要運用理論力學基本理論加其它專門知識來解決，學好理論力學是為解決工程問題打下基礎；理論力學研究力學中最普遍，最基本的問題，許多工程專業的課程，如材料力學，結構力學，震動原理等都要以理論力學為基礎，故理論力學是學習后續系列力學等課程的重要基礎。

四、理論力學與大學物理、微積分的整合

大學物理在課程內容和基本要求上，與理論力學有很多相似之處。大學物理的內容包括普通物理基本知識，經典物理力學，熱學，電磁學，波動學與光學和近代量子物理學。對比理論力學與大學物理的教學內容，可以發現，理論力學在本質上是大學物理更深層次的拓展和研究。在很多方面，理論力學都是在大學物理的基礎上深入談論問題。所以，理論力學和大學物理在本質上屬于基礎和深入拓展的關系，特別是經典力學方面的重點內容，兩者都有涉及，但深度和教學要求有所不同。

理論力學和微積分的依存也很緊密，理論力學在定律的推導、問題的計算等方面幾乎全部依靠微積分的相關知識。微積分主導的微分思想和解決問題的方法在理論力學的計算方面得到了充分的體現。微積分在教學過程中，也利用了理論力學中的某些具體工程問題來引出計算思想和數學定理，這些具體問題有助學生更好地理解數學定理的含義。

所以，理論力學的教學大綱應充分考慮大學物理及微積分的相關內容和思想。學學物理，是為學習理論力學鋪墊基礎知識；而學習微積分，是為解決理論力學問題尋找到了一個強有力的運算工具。三者緊密結合，互相滲透，成為整個土木工程專業教學體系中的重要一環。

五、理論力學課堂教學形式改革

考慮到獨立學院的生源因素和人才培養目標，在滿足理論力學教學基本要求的情況下，課堂教學形式改革應該從以下幾個方面進行：簡化計算、削減公式的推導過程，著重使學生理解公式的思想和物理意義；積極調節課堂氣氛；注重布置作業的效果；加強實踐教學環節。作為全國獨立學院的典型，我校土木工程專業在理論力學的教學上，已經做了些改革研究和實踐。

1.作業布置不同。理論力學的課后作業題量比較小，但是針對性非常強，在所針對的內容上，作業沒有重復的地方，每道題目都切中要害，這一改革深受學生的歡迎。所以，理論力學的作業幾乎沒有少交遲交的情況，質量也是非常不錯。由于題目量少，時間又比較充裕，所以學生有足夠的時間回顧本周的學習內容，并且為了作業的正確率，有不少學生主動去圖書館尋找相關輔導書進行課后輔導，這在其他課程中是很少見的。

2.在課程考評方面，充分考慮了學生的具體情況，提出在期中和期末考試中，如果學生對自己的成績不甚滿意，可以申請補考，專門為要求補考的學生安排一次考試，最終成績會綜合兩次考試成績給出。從學生的反映來看，這個舉措深得人心。一方面，緩解了學生的考試壓力；另一方面，也可以全面深入地了解學生對于本課程的掌握情況，可謂一舉兩得。這個辦法，可以借鑒到其它課程中去。

3.最為重要的一點是理論力學課程在課題教學上提出了一個創舉。每周三節課的教學中，最后的一節課都會安排學生作報告，報告形式都是以PPT為主，報告內容必須與本課程或者本專業相關，同學可以自由發揮，或介紹建筑，或講解專業知識。從一學期的經歷來看，該舉措充分調動了學生的積極性，各種報告內容層出不群，既令人啟發，又愉悅人心。每當一個學生做完報告，老師都會對其做些許點評，不乏連珠妙語、畫龍點睛。這個改革，深得同學們的喜愛，既促進學生對本專業的認識，又調動了學生學習本課程的積極性。同時，通過做報告的形式，提高了學生收集整理資料、制作PPT、交流演講能力，也提高了學生的自信心，符合CDIO人才培養目標。

六、結語

本校的理論力學課程改革從細節出發，深入了解學生的需求，同時加強師生互動，在教學形式及內容上堅持以學生為本，以教學大綱為依據，在具體內容上推陳出新。同時，從學生的反映來看，也普遍認為這些改革恰到好處。學生是教學的對象，是課程教學的根本，只有學生發自內心地喜愛這門課程，積極主動地學習這門課程，課程教學才能順利地進行下去。理論力學課程改革就是充分考慮了學生的感受，才取得不錯的成效，進而提高學生的知識、能力和素質，為社會輸送應用型人才。

參考文獻：

[1]曾琳.注重獨立學院學生特點提高大學英語教學效果[J].黑龍江科技信息，2009，(15).

[2]張世民,魏綱,徐弈,魏新江.《土力學》教學改革的思考與實踐[J].城院教育教學改革研究，2009，(3).

[3]教育部高等學校力學教學指導委員會.理工科非力學專業力學基礎課程教學基本要求[M].北京：高等教育出版社，2008.

[4]浙江大學城市學院物理教學組.浙江大學城市學院物理課程教學大綱(內部資料).2008.

第9篇：計算流體力學的基本知識范文

[關鍵詞]材料化學；機械設計基礎；教學方法；教學內容

1機械設計基礎課程特點以及教學過程中遇到的問題

1.1機械設計基礎課程特點。機械設計基礎課程是以一般尺寸通用零件的設計為核心的基礎設計性課程，是一門理論性、實踐性很強的技術基礎課程。與材料化學專業其他課程相比，該課程具有明顯不同的特點。該課程知識面廣，具有“關系多”、“要求多”、“門類多”、“公式(符號)多”和“圖表多”等特點[1]?！瓣P系多”指該課程與多門先修課程關系密切。在課程的學習中需要用到高等數學、機械制圖、材料成型基礎、理論力學等多個先修課程的內容來解決通用化的機械零部件的設計問題。然而，由于專業培養目標的特殊性，該課程的部分先修課程，如高等數學、理論力學等，同該課程安排在同一學期進行講授學習，這就造成課程和知識體系之間不能很好的銜接?！耙蠖唷毙枰獙W生在設計過程中從零件的強度、剛度、壽命、工藝、經濟性和安全性等諸多方面統籌考慮?！伴T類多”則是指不同的零部件具有不同的特點，其設計方法也不盡相同。此外，“公式多”是指計算多，有解析式、半解析式、經驗的、半經驗的及定義式，不同公式具有不同的應用范圍?！胺柖唷薄ⅰ皥D表多”則要求學生在學習過程中充分認識符號物理意義以及圖表的正確識別和應用。由于材料化學專業學生在以往的知識構架中沒有相關的概念，學生學習基本符號、公式和相關設計計算的難度較大。此外，針對于抽象的機械構型和物理運動方式，構思并分析其結構和運動過程也相對較為復雜，因此該課程的學習具有較大的難度[2]。1.2教學過程中遇到的問題。以往的機械設計課程教學過程中，老師多以講授和討論的方式進行教學，忽略了材料化學專業的知識體系與其他專業知識架構之間的差異和學生的個體差異。學生的基本讀圖能力、零件的精度要求、理論力學中的材料應力、應變、剛度、強度等多方面基礎均較為薄弱。采用板書、多媒體課件和簡單的實物教具等途徑很難直觀地將抽象的物理概念、機械構型和運動過程展現給學生，進而很難在課堂上引發學生共鳴，導致教學效果較差。比如在齒輪傳動章節，直齒輪的嚙合傳動相對簡單，傳動過程較為容易理解；但是斜齒輪和錐齒輪的傳動過程則相對復雜，理解起來較為困難。在這一部分的課程學習過程中能夠明顯感覺到學生學習狀態的差異。相對于文字或公式較多的多媒體課件，包含flash動畫、視頻影像的課件內容則能夠激發學生學習興趣，在一定程度上增加學生對于復雜運動過程的理解。對于零部件的設計計算、強度校核等問題，學生學習仍然較為吃力。比如V帶傳動設計、螺紋連接設計和強度校核等內容，不僅要求學生從多個角度分析設計問題，同時計算過程復雜，一般需要用到多個公式并查詢數個參數圖表。這就導致學生在零件的設計計算和強度校核的教學過程中往往不知所云，喪失學習興趣，難以達到人才培養大綱既定的教學目標。重新組織教學內容，設計合理的教學方法和教學過程對于提升學生的學習興趣和學習效果顯得至關重要。

2教學內容的再組織和教學方法的探索

2.1教學內容的再組織。材料化學專業機械設計課程的教學目的在于培養材料化學專業學生工程知識能力的和創新素養，其專業目標在于培養應用型的技術型人才。因此，在課程教學過程中沒有必要進行復雜的理論推導過程，只需要讓學生明白如何使用公式以及公式的適用范圍和情況即可。比如，在滑動軸承章節中涉及到的“流體動力理論基本方程”和“油膜承載機理”的推導過程。這一推導計算過程中涉及到流體力學、微積分等知識，超出學生的已有知識范圍。因此在教學過程中該內容可以酌情略去，保留液體動壓油膜形成的必要條件。即只需要讓學生明白液體動力軸承正常工作的必要條件。學生學完后能夠運用這一基本原理進行相對應的工況分析。經過教學內容的重新組織，不僅能夠讓學生感受到學有所用，學以致用，還能夠增強學生學習的信心、獲得感和成就感?；谝陨戏治龊涂紤]，在滿足人才培養目標的基礎上，將教材中內容進行適當縮減顯得十分必要[3]。在綜合考量學生學習能力和課時安排的基礎上，摒棄以往的“填鴨式”教學。以學生的接受能力為出發點，在保證知識體系完備的情況下，進行教學內容的再組織。輕理論分析，重應用實踐，力求講授內容少而精，深入淺出，對于提升教學效果具有重要作用。2.2教學方法探索。目前，多數機械設計課程的講授仍然采用傳統的教學方式，即以教師為教學活動的主體。這一教學方法存在諸多缺點。比如，“滿堂灌”式教學過程缺乏互動，學生被動接受知識，學生在課堂中的參與度較低，課堂氛圍較差。不僅如此，教師也很難把握學生的學習情況，也就不能適時調整教學內容和教學進度。如果這些問題得不到解決，機械設計課程很難取得良好的教學效果。確保學生在教學過程中的主體地位、采用線上線下混合教學模式以及安排合理的課程設計對于提升教學效果具有重要作用。(1)強調學生主體，增加課堂互動。學生始終是教學的對象和主體，學生的有效參與是課堂良好教學效果的保證。如何增加學生的課堂參與度，將學生置于課堂的主體地位值得教師在教學過程中不斷探索和調整。隨著教學改革的深入，諸如案例教學法、問題教學法等教學方法不斷涌現，結合課程特點和章節內容特點，嘗試適用的教學方法能夠增加師生互動，提升學習效果[4-5]。比如在學習滾動軸承的組合設計一節時，教師先對一個典型的軸系固定形式進行講授，拋磚引玉，然后組織學生分組討論，并分析給出其他組合設計中軸系時如何實現固定的，最后則由學生完成其他組合設計內容的講解[6]。這一過程不僅能夠活躍課堂氣氛，增加師生互動，防止學生在課堂上“置身事外”。同時以學生為主體地位的課堂，顯著增加了學生在課堂的參與度，提高學生在課堂上的學習效率。(2)線上線下混合教學模式的應用。針對于課程內容多，課時安排少的基本情況，采用線上線下混合教學模式，充分調動學生在課外時間的學習積極性。借助河南城建學院“學在城建”網絡教育平臺，教師課外在教學平臺上傳學習資料，供學生課外時間學習。部分簡單知識通過這一線上平臺后，作為學生預習或自學的內容。課后，通過平臺上傳相關習題測驗，進行教學效果把控。此外，教師在平臺教師端口還可以掌握學生在課下的學習行為，而且能夠對學生課下學習情況進行綜合評判。將這一評判結果與課程的平時成績進行掛鉤，進而帶動學生課下參與的積極性。此外，還可以依據平臺反饋結果適時調整后續課堂的教學內容。(3)重視課程設計。課程設計作為機械設計基礎課程教學重要的一個環節，其目的在于培養學生運用基礎知識進行綜合設計的能力[7]?；趯I培養目標適當調整課程設計內容，并將其與其他專業課程進行關聯，不僅有助于機械設計課程的融會貫通，也有利于學生加深對其他專業課程的理解。此外，新穎的設計題目能夠避免學生從網絡上直接下載課程設計結果。比如，電極材料涂布機減速器的設計，這一課程設計完成的先決條件在于學生了充分解電極材料涂布機的基本工作原理和電極材料涂布的工藝參數，在此基礎上進行相關設計參數的收集。通過參與這一課程設計，不僅能夠加深其對新能源材料相關內容知識的掌握程度，又能夠滿足機械設計課程的綜合能力培養，進而達到既定的教學目標。